САНИТАРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА КАПРОЛАКТАМА ИЗ ФЕНОЛА Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

САНИТАРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА КАПРОЛАКТАМА ИЗ ФЕНОЛА

Кандидат медицинских наук В. А. Савелова, младший научный сотрудник Е. С. Брук, кандидат медицинских наук И. В. Климкина

; Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана

В процессе получения капролактама из фенола образуется значительное количество производственных сточных вод, содержащих органические и минеральные вещества. Обследованное нами производство капролактама состоит из 5 основных цехов: 1) гидрирования фенола; 2) дегидрирования циклогексанола; 3) ректификации циклогексанола и циклогексанона; 4) получения капролактама; 5) получения сульфата аммония.

Производственные сточные воды образуются на всех стадиях, за исключением цеха гидрирования фенола. Сточные воды от рассмотренных цехов не собираются в общий коллектор, а отводятся по трем канализационным сетям: через промышленную канализацию, канализацию кислых стоков и хозяйственно-фекальную канализацию. Поэтому получить отдельно общий сток производства капролактама в целом не представлялось возможным, и характеристика сточных вод была дана по каждому цеху в отдельности.

Результаты исследования среднесменных и разовых проб сточных вод цеха дегидрирования приведены в табл. 1.

Таблица 1

Состав и свойства среднесменных проб сточной волы цеха дегидрирования циклогексанола и цеха ректификации циклогексанола и циклогексанона

Показатели

Цех дегидрирования

Цех ректификации

Згпах (исчез в разведении) . . Взвешенные вещества, мг/л Активная реакция (рН) . . Окисляемость мг 02/л . . . . Бромирующие вещества, мг/л

БПК5, ¿«г/л.........

Циклогексанол, мг/л . . . . Циклогексанон, мг/л . . . .

32—64 раза 13,0—152,2 6,48—7,95 46,8—56,0 107,0—528,8 1 030,0—1 258,2 2,25—40,0 365,0—450,0

4—3 раза 48,0—137,0 6,81—7,98 6,12—39,2 15,9—79,5 20,8-52,4 0—2,0 1—2,5

•

Сточные воды цеха получения капролактама большей частью окрашены (от желтого до черно-бурого цвета). Запах сточных вод специфический. Сточные воды со-

аержат взвешенные вещества, большое количество сульфатов (БО^) (табл. 2).

• •

Таблица 2

Состав и свойства среднесменных проб сточных вод цеха

получения капролактама

/ Показатели Цех получения капролак-

тама

Запах (исчез в разведении) Окраска (исчезла в разведении) . Взвешенные вещества, мг/л .

Активная реакция (рН).....

Сульфаты (504), мг/л ... Бромирующие вещества, мг/л . . БПКь, мг/л .... . . . . • Капролактам, мг/л.......

24—50 раз 120—4 000 » 88—272,5 9,8—13,0 73,6—404,0 354,8—642,4 3 700,0—4 540,0 62,2—421,6

Сточные воды цеха сульфата аммония образуются при выпариванин раствора сульфата аммония и в процессе нейтрализации серной кислоты аммиаком. По своему характеру сточные воды различны, поэтому исследовали каждый из стоков по отдельности. Результаты анализа среднесменных проб приведены в табл. 3.

; «О

Таблица 3

Состав и свойства среднесменных проб сточных вод цеха сульфата аммония

Цех сульфата аммония

Показатели

выпаривание

нейтрализация

Запах (исчез в разведении) . Взвешенные вещества, мг/л Активная реакция (рН) . . Окисляемость, мг/л . . . .

БПКа, мг/л........

Сульфаты (БО^), мг/л . . .

50 раз До 128 7,0—8,2 До 54,2

1 000—1 024 раза . До 60,8

2,5—10,5 До 74,0

» 132,0 » 191

» 2210,0 » 1 807,0

На основании полученной качественной характеристики сточных вод производства капролактама можно предполагать, что сточные воды при сбросе их в водоем будут оказывать неблагоприятное влияние на органолептические свойства воды (при-. давать воде посторонний запах), повышать величину биохимического потребления кислорода (БПК) и, наконец, загрязнять водоем вредными химическими веществами, из которых аналитическим .путем мы определяли капролактам, циклогексанол и цик-логексанон.

Из всех органических веществ, содержащихся в сточных водах производства капролактама из фенола, нами был подробно изучен экспериментальным путем капролактам, циклогексанол, циклогексаноноксим, циклогексан и циклогексен.

Исследования проводили по общепринятой в настоящее время методической схеме, разработанной членом-корреспондентом АМН СССР проф. С. Н. Черкинским; изучали влияние этих веществ на органолептические свойства воды, санитарный режим водоема и на организм теплокровных животных.

Результаты экспериментальных исследований показали, что капролактам сравнительно малотоксичен, его действие на органолептические свойства воддо невелико, но при поступлении в водоем он может оказывать существенное влияние на кислородный режим водоема (повышает величину -БПК и снижает содержание растворенного в воде кислорода). В водоемах его содержание не должно превышать 1 мг/л (В. А. Савелова, 1960). Эта величина принята в качестве предельно допустимой концентрации капролактама в воде водоемов Главной государственной санитарной инспекции СССР.

При исследовании циклогексанола было установлено, что он значительно влияет на органолептические свойства воды, на санитарный режим водоема и, кроме того, является весьма токсичным. Порговая концентрация циклогексанола по влиянию на запах воды была определена на уровне 3,5 мг/л. Циклогексанол в концентрациях выше 1 мг/л может нарушать кислородный режим водоема.

В опытах на кроликах было обнаружено, что циклогексанол в дозах 20 и 2 мг/кг при хроническом поступлении его через желудочно-кишечный тракт вызывает нарушение функции печени, снижение активности фермента каталазы в крови и морфологические изменения в тканях внутренних органов (почках и печени); доза 0,2 мг/кг оказалась близкой к пороговой, она приводила лишь к небольшому снижению активности каталазы. При исследовании на крысах трех доз циклогексанола (2,0; 0,2 и 0,04 мг/кг) методом условных рефлексов пороговой дозой оказалась 0,04 мг/кг или при пересчете на среднесуточное ёодопотребление человека — 0,8 мг/л.

При экспериментальном исследовании циклогексаноноксима (оксима) выявлено, что его пороговая концентрация по влиянию на органолептические свойства воды ' (запах) составляет 8 мг/л. Концентрация оксима 1 мг/л не оказывала влияния на динамику БПК, более высокие концентрации повышали величину БПК. В опытах на кроликах было установлено, что доза оксима 5 мг/кг при хроническом ее введении через рот в желудочно-кишечный тракт вызывала некоторые изменения в ферментативном обмене: снижалась активность фермента каталазы и фермента холинэстеразы. Доза оксима 0,5 мг/кг по своему действию оказалась пороговой, доза 0,05 мг/л (или 1 мг/л) —недействующей.

Результаты исследования циклогексана показали, что пороговой концентрацией его по влиянию на органолептические свойства воды является 1 мг/л (запах). В концентрациях от 1 до 100 мг/л циклогексан не влияет на динамику БПК. В санитарно-гоксикологическом опыте с помощью метода условных рефлексов было установлено, что из двух доз циклогексана 0,05 и 0,005 мг/кг последняя оказалась не действующей на организм животных (белых крыс). В качестве предельно допустимой в воде водоемов нами рекомендована концентрация циклогексана 0,1 мг/л (0,005 мг/кг).

Из данных экспериментальных исследований другого побочного продукта производства — цнклогексена выяснено, что циклогексен обладает неприятным специфиче: ским запахом; пороговая концентрация его по влиянию на запах составляет 1 мг/л. Циклогексен тормозит процессу биохимического потребления кислорода и процесс

б Гигиена и санитария, № 1

81

минерализации органического вещества; концентрации циклогексена 0,1—0,2 мг/л не влияют на динамику БПК и процесс нитрификации.

В опытах на теплокровных животных было установлено, что циклогексен в дозах 0,05 и 0,005 мг/кг оказывает действие на общее состояние животных, гликогено-

образующую и синтетическую-

Таблица 4

Сравнительные данные к гигиеническому нормированию капролактама и продуктов его синтеза, содержащихся в сточных водах (в миллиграммах на 1 литр)

Название вещества Пороговые цин ПО ] органолеп-тическому концентра -признаку общесанитарному Недейству -ющие концентрации санитарно-J токсиколо-гнчес ому-по приз-н аку

К апролактам .... 360,0 1,0 30,0

Циклогексанол . . . 3,5 1.0 0,8

Ц иклогексаноноксим 8,0 1.0 1,0

Циклогексан .... 1,0 — 0,1

Циклогексен..... 1,0 0,1 0,02

концентрации в воде водоемов разработана (П. И и утверждена Главной государственной санитарной инспекцией СССР.

функцию печени, на фермента тивный обмен. Недействующая доза циклогексена будет находиться ниже 0,005 мг/кг, в пересчете на среднее водопот-ребление человека это составляет концентрацию циклогексена меньше 0,1 мг/л.

В табл. 4 приведены сравнительные результаты исследований по гигиеническому нормированию вредных веществ сточных вод от производства капролактама из фенола.

Из всего перечня содержащихся в производственных сточных водах ингредиентов мы не исследовали лишь цик-логексанон, для которого величина предельно допустимой-Вертебная, Е. А. Можаев, 1960)

Выводы

1. Сточные воды фенольного производства капролактама при спуске их в водоем могут оказывать неблагоприятное влияние на органолептические свойства воды (запах, окраска), повышать величину биохимического потребления кислорода (БПК) и загрязнять водоем химическими веществами с выраженным токсическим действием.

2. Изучение ингредиентов, содержащихся в сточных водах производства капролактама позволило получить экспериментально материалы, которые могут быть использованы для гигиенического нормирования их в воде водоемов.

ЛИТЕРАТУРА

Вертебная П. И., Можаев Е. А. В кн.: Санитарная охрана водоемов от загрязнения промышленными сточными водами, 1960, в. 4, стр. 76. — Савелова В. А. Там же, стр. 156.

Поступила 17/11 1961 г.

# ^

К МЕТОДИКЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАЛЫХ КОЛИЧЕСТВ

ФОРМАЛЬДЕГИДА В ВОДЕ

Кандидат химических наук Ф. Г. Дятловицкая, инженер Е. Л. Никитине Из Украинского научно-исследовательского института коммунальной гигиены

В литературе описана методика колориметрического определения формальдегид? в воде с фуксинсернистой кислотой (Ю. Ю. Лурье и А. И. Рыбникова). При этой реакции образуется окрашенное в сине-фиолетовый цвет соединение.

Основным недостатком данного метода является плохая воспроизводимость результатов, связанная, по-видимому, с применением различных марок фуксина. Для выяснения этого обстоятельства мы испробовали для приготовления фуксинсернистоГ: кислоты различные марки фуксина (фуксин основной, фуксин основной для фуксин-сернистой кислоты ТУ 1738-52 и др.). Оказалось, что только применение парафуксинг ГОСТ (ТУ) 2800-51 обеспечивает необходимую воспроизводимость определения.

Определение производилось следующим образом: 10 мл анализируемого раствора формальдегида вносили в плоскодонную пробирку, прибавляли 0,5 мл серной кис-